Opdagelse af strukturen af ​​RNA

RNA, eller ribonukleinsyre, spiller en væsentlig rolle i mange biologiske processer, ikke kun som budbringermolekyle med den opgave at overføre genetisk information fra kernen til cytoplasmaet til proteinproduktion, men også som hovedperson i forskellige og væsentligt vigtige cellulære mekanismer. I mange af disse, dens struktur spiller en afgørende rolle. Strukturen er forskellig og karakteristisk for hvert RNA afhængigt af sekvensen af ​​specifikke enheder, kendt som nukleotider. Et forskerhold hos SISSA, ledet af professor Giovanni Bussi, har udviklet en computerstyret simuleringsmodel, der effektivt forudsiger den tredimensionelle konformation af RNA-filamentet ud fra en sekvens af nukleotider. Hovedforfatteren af ​​undersøgelsen, netop offentliggjort i tidsskriftet Nukleinsyreforskning , er SISSA-forsker Simón Poblete. Arbejdet lover at få en betydelig indflydelse på forsknings- og anvendelsesområdet.

"RNA-struktur er en afgørende faktor for mange af dens funktioner, " forklarer Giovanni Bussi. "Den eksperimentelle bestemmelse af RNA-strukturer kan tage år, derfor er der stor interesse for at udvikle metoder til at forudsige dens struktur. Indtil i dag, prædiktive modeller har primært koncentreret sig om studiet af RNA-dele, som danner dobbeltspiraler. Imidlertid, RNA-filamentet kan tage specifikke og komplekse konformationer styret af de såkaldte 'ikke-kanoniske' interaktioner, som er meget forskellige fra dem, der er forudsagt af Watson-Cricks dobbelthelixmodel for DNA."

Nuværende simuleringsmodeller, siger Bussi, "fungerer meget godt. Startende fra én sekvens, de er i stand til at forestille sig en række mulige strukturer. Problemet er, at de ikke er i stand til at sige, hvilken struktur der er den rigtige blandt mange. Vores model, som bruger en forenklet repræsentation af RNA og er designet eksplicit til at forudsige ikke-kanoniske interaktioner, har vist sig meget effektiv i denne henseende." For at teste dens kvalitet, forskere har brugt det til at forudsige strukturen af ​​RNA-molekyler, hvis tredimensionelle konformation er kendt, ud fra kendskabet til rækkefølgen alene. "Sammenligner vi vores forudsigelser med kendte strukturer, vi har forstået, at vores tilgang virkelig virker, " bekræfter Giovanni Bussi.

Dette kunne kaste lys over forholdet mellem struktur og funktion af RNA. Bussi siger, "RNA er særligt interessant for dets praktiske implikationer; når først et RNA-molekyle er blevet identificeret, så mange molekyler som ønsket kan opnås med en lille indsats og identisk med det første ved hjælp af en hurtig og billig replikationsproces. Hvis, for eksempel, vi var i stand til at finde RNA-molekylet i stand til at udløse præcise processer i organismen med vigtige terapeutiske effekter på grund af dets specifikke struktur, dette ville åbne op for virkelig uhørte udsigter."